KR20210081423A - Exhaust gas aftertreatment device, exhaust gas aftertreatment system - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 요소 수용액의 안내를 위한 하나 이상의 채널(14)과; 요소 용액의 안내에 작용 가능한 제어 가능한 액추에이터(11)가 내부에 배열된 챔버(15);를 포함하는 하우징(6)을 구비한 자동차 내연 기관용 배기 가스 후처리 장치(3)에 관한 것이며, 이때 챔버(15)는 하나 이상의 구성 요소, 특히 액추에이터(11)를 암모니아 확산으로부터 보호하기 위한 하나 이상의 암모니아 보호 장치(21)를 포함한다. 암모니아 보호 장치(21)는, 기체 투과성 멤브레인(20)에 의해 폐쇄되고 챔버(15)에 할당된 하나 이상의 개구(18)를 하우징(6) 내에 포함한다.The present invention comprises one or more channels 14 for guiding the aqueous urea solution; An exhaust gas aftertreatment device (3) for an automobile internal combustion engine has a housing (6) comprising a chamber (15) arranged therein with a controllable actuator (11) operable to guide the urea solution, wherein the chamber (3) is provided. 15 comprises one or more ammonia protection devices 21 for protecting one or more components, in particular the actuator 11 from ammonia diffusion. The ammonia protection device (21) comprises in the housing (6) one or more openings (18), which are closed by a gas-permeable membrane (20) and are assigned to the chamber (15).
Description
본 발명은 요소 수용액의 안내를 위한 하나 이상의 채널과; 요소 용액의 안내에 작용하는 제어 가능한 액추에이터가 내부에 배열된 챔버;를 포함하는 하우징을 구비한 자동차 내연 기관용 배기 가스 후처리 장치에 관한 것이며, 이때 챔버는 하나 이상의 구성 요소, 특히 액추에이터를 암모니아 확산으로부터 보호하기 위한 하나 이상의 암모니아 보호 장치를 포함한다.The present invention provides one or more channels for guiding an aqueous solution of urea; An exhaust gas aftertreatment device for a motor vehicle internal combustion engine comprising a chamber arranged therein with a controllable actuator acting on the guidance of the urea solution, wherein the chamber is configured to remove one or more components, in particular the actuators, from ammonia diffusion. at least one ammonia protection device for protection.
오늘날의 배기 가스 후처리 시스템에서는 통상적으로 배기 가스 후처리를 위한 반응물로서 요소 수용액이 사용된다. 이는 예를 들어 탱크에 저장되고, 이송 장치에 의해 계량 공급 밸브에 공급되며, 이러한 계량 공급 밸브는 요소 수용액이 분사 지점의 하류에서, 특히 이를 위해 제공된 촉매 컨버터 내에서 배기 가스와 반응하여 배출물을 감소시키도록, 필요에 따라 요소 수용액을 내연 기관의 배기관에 분사한다. 이송 장치 및 계량 공급 밸브 둘 다 각각 배기 가스 후처리 시스템의 배기 가스 후처리제 처리 장치를 나타낸다. 이 둘은 요소 수용액을 안내하고, 예를 들어 밸브 부재 또는 펌프 피스톤의 작동을 위한 액추에이터가 내부에 배열된 챔버를 포함한다. 요소 수용액으로부터 암모니아가 챔버 내로 확산될 수 있으며, 그곳에서 특히 액추에이터의 구성 요소에 침식성으로 작용함으로써, 이러한 구성 요소가 예를 들어 특히 빠르게 부식된다. 이를 방지하기 위해, 이러한 챔버 내에 예를 들어 액추에이터의 전기 연결 접점의 은 코팅부로서 형성된 암모니아 보호 장치를 제공하는 것이 공지되어 있다. 위험에 처한 구성 요소의 차폐가, 예를 들어 복잡한 하우징부 및/또는 밀봉부와 같이 더 비싼 수단에 의해서도 달성될 수 있다. 그러나, 이로 인해 마찬가지로 개별 구성 요소에 고유의 암모니아 보호 장치가 각각 제공됨으로써 높은 제조 비용이 발생한다.In today's exhaust gas aftertreatment systems, an aqueous urea solution is typically used as a reactant for exhaust gas aftertreatment. It is, for example, stored in a tank and fed by means of a conveying device to a metering feed valve, where the aqueous urea solution reacts with the exhaust gas downstream of the injection point, in particular in the catalytic converter provided for this, to reduce emissions The urea aqueous solution is sprayed to the exhaust pipe of the internal combustion engine as needed. Both the conveying device and the metering supply valve each represent an exhaust gas aftertreatment agent treatment device of the exhaust gas aftertreatment system. They both guide the aqueous urea solution and comprise a chamber in which an actuator is arranged, for example for actuation of a valve member or a pump piston. Ammonia from the aqueous urea solution can diffuse into the chamber, where it acts erosively, in particular on the components of the actuator, whereby these components corrode, for example, particularly rapidly. To prevent this, it is known to provide an ammonia protection device in such a chamber, for example formed as a silver coating of the electrical connection contact of the actuator. Shielding of endangered components can also be achieved by more expensive means, for example complex housing parts and/or seals. However, this also results in high manufacturing costs as each individual component is provided with its own ammonia protection device.
청구범위 제1항의 특징을 갖는 배기 가스 후처리제 처리 장치는, 간단하고 저렴한 해결책을 통해, 챔버 내에 위치한, 특히 액추에이터의 위험에 처한 모든 구성 요소들이 암모니아로부터 보호될 수 있는 장점을 갖는다. 이 경우, 특히 액추에이터의 개별 구성 요소들은 별도로 처리되거나 보호될 필요가 없으므로, 보호가 간단하고 저렴하게 달성 가능하다. 본 발명에 따라, 이는 암모니아 보호 장치가, 기체 투과성 멤브레인에 의해 폐쇄되고 챔버에 할당된 하나 이상의 개구를 하우징 내에 포함함으로써 달성된다. 이러한 개구를 통해서는 하우징 내부, 즉 챔버와 주변부 사이의 압력 보상이 보장된다. 멤브레인을 통해서는 압력 보상이 단지 기체 교환을 통해 실행될 수 있는 것이 달성된다. 이러한 기체 교환은 기체 암모니아가 멤브레인을 통해 챔버 밖으로 확산될 수 있도록 하고, 이에 따라 챔버 내에 위치한 구성 요소들에게 위협이 되는 챔버 내 농도에 도달할 수 없게 된다. 이로 인해, 하나 이상의 개구 및 멤브레인을 통해서는 배기 가스 후처리 장치와 특히 액추에이터의, 챔버 내에 위치한 모든 구성 요소들이 암모니아로부터 확실하게 보호되도록 보장된다. 특히, 이러한 배기 가스 후처리 장치는, 전류가 없는 상태 또는 전류가 공급되지 않은 상태에서 요소 수용액을 위한 유동 단면을 폐쇄하는 배기 가스 후처리 장치이다. 이러한 상태에서는 요소 용액으로부터의 암모니아의 확산이 증가함에 따라 챔버 내의 압력이 상승할 수 있고, 암모니아 농도가 임계값에 도달할 수 있다. 바로 이 부분에서, 바람직한 암모니아 보호 장치가 존재하는 것이 바람직하다.The exhaust gas aftertreatment device having the features of claim 1 has the advantage that, through a simple and inexpensive solution, all components located in the chamber, in particular at risk of the actuator, can be protected from ammonia. In this case, protection can be achieved simply and inexpensively, in particular since the individual components of the actuator do not have to be treated or protected separately. According to the invention, this is achieved in that the ammonia protection device comprises in the housing at least one opening assigned to the chamber and closed by a gas-permeable membrane. These openings ensure pressure compensation inside the housing, ie between the chamber and the periphery. With the membrane it is achieved that pressure compensation can only be effected via gas exchange. This gas exchange allows gaseous ammonia to diffuse out of the chamber through the membrane, and thus cannot reach concentrations in the chamber that are a threat to components located within the chamber. This ensures that all components located in the chamber, of the exhaust gas aftertreatment device and in particular of the actuator, are reliably protected from ammonia via the at least one opening and the membrane. In particular, this exhaust gas aftertreatment device is an exhaust gas aftertreatment device that closes the flow section for the aqueous urea solution in the absence of current or in the absence of current. In this state, as the diffusion of ammonia from the urea solution increases, the pressure in the chamber may increase, and the ammonia concentration may reach a critical value. In this very part, it is preferred that a preferred ammonia protection device is present.
바람직하게, 이러한 개구는 하우징의 하우징 커버 내에 형성된다. 이로 인해, 개구는 하우징에 간단하게 제공 가능하고, 예를 들어 배기 가스 후처리 장치의 기능을 손상시키지 않으면서 후속적으로 제공될 수도 있다. 특히, 하우징 커버 내에 개구를 제공함으로써, 챔버에 암모니아 보호 장치를 간단하게 할당할 수 있게 하기 위해 멤브레인도 커버 조립 이전에 이미 커버에 조립 가능하도록 보장된다. 따라서, 특히 바람직하게는 멤브레인은 하우징 커버에 사전 조립된 상태로 배열된다.Preferably, this opening is formed in the housing cover of the housing. Due to this, the opening can be provided simply in the housing and can also be provided subsequently, for example without impairing the functionality of the exhaust gas aftertreatment device. In particular, by providing an opening in the housing cover, it is ensured that the membrane is also already assembled into the cover prior to assembly of the cover, in order to make it possible to simply assign the ammonia protection device to the chamber. Accordingly, it is particularly advantageous if the membrane is arranged pre-assembled in the housing cover.
또한, 바람직하게 멤브레인은 챔버를 향한 하우징 커버의 내측면에 놓인다. 이로 인해, 챔버 내에 존재하는 압력을 통해 보조되는, 멤브레인과 하우징 커버 사이의 밀봉 연결이 보장된다.Also preferably the membrane lies on the inner side of the housing cover facing the chamber. This ensures a sealed connection between the membrane and the housing cover, assisted by the pressure present in the chamber.
또한, 바람직하게 액추에이터는 전자기 액추에이터로서 형성된다. 이를 위해, 챔버 내에는 예를 들어 하나 이상의 전류 공급 가능한 코일과, 이러한 코일과 자기적으로 상호 작용하고 변위 가능한 전기자가 존재한다.Furthermore, the actuator is preferably configured as an electromagnetic actuator. To this end, there are, for example, one or more current-supplyable coils in the chamber and an armature capable of magnetically interacting with these coils and displaceable.
특히, 액추에이터는, 챔버 내에 변위 가능하게 장착된 전기자를 포함하고, 이러한 전기자는 작동을 위해 펌프 피스톤 및/또는 밸브 부재와 연결된다. 따라서, 배기 가스 후처리 장치는 예를 들어 이송 펌프 또는 계량 공급 밸브로서 형성된다.In particular, the actuator comprises an armature displaceably mounted within the chamber, which armature is connected to the pump piston and/or the valve member for actuation. Thus, the exhaust gas aftertreatment device is configured as, for example, a transfer pump or a metering supply valve.
청구범위 제7항의 특징을 갖는 본 발명에 따른 배기 가스 후처리 시스템은 하나 이상의 배기 가스 후처리 장치가 본 발명에 따라 형성되는 것을 특징으로 한다. 이로 인해, 이미 언급한 장점들이 얻어진다. 배기 가스 후처리 시스템 및/또는 배기 가스 후처리 장치를 내연 기관에서 사용하는 것 외에도, 의료 기술, 커피 머신, 열 기술 또는, 개별 구성 요소에게 위협이 되는 반응 물질을 포함한 배기 가스가 예상되는 다른 장치/시스템에서 사용하는 것도 고려 가능하다.The exhaust gas aftertreatment system according to the invention having the features of
하기에 본 발명은 도면에 의하여 더 상세히 설명될 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention will be explained in more detail below with reference to the drawings.
도 1은 바람직한 배기 가스 후처리 시스템을 단순하게 도시한 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is a simplified illustration of a preferred exhaust gas aftertreatment system.
도 1은 요소 수용액 형태의 액체 배기 가스 후처리제를 보관하기 위한 탱크(2)와; 탱크(2)와 유체 기술적으로 연결된, 이송 펌프(4)로서 형성된 배기 가스 후처리제 처리 장치(3);를 포함하는 배기 가스 후처리 시스템(1)을 단순화된 도시로서 도시한다. 이송 펌프(4)는 흡입측에서는 탱크(2)와 연결되고, 압력측에서는 여기에 단순하게 도시된 제어 가능한 계량 공급 밸브(5)와 연결된다.1 shows a
배기 가스 후처리제 처리 장치(3)는 멤브레인 피스톤 펌프(7)가 내부에 배열된 하우징(6)을 포함한다. 멤브레인 피스톤 펌프(7)는 변위 가능하게 장착된 펌프 피스톤(8)을 포함하며, 이러한 펌프 피스톤은 왕복 운동을 통해 배기 가스 후처리제를 탱크(2)로부터 흡입하고 계량 공급 밸브(5)의 방향으로 이송하기 위해 가요성 멤브레인(9)과 상호 작용한다. 이로 인해, 멤브레인 피스톤 펌프(7)는 공지된 방법 및 방식으로 형성된다.The exhaust
펌프 피스톤(8)은, 마찬가지로 변위 가능하게 장착된 전자기 액추에이터(11)의 전기자(10)와 고정 연결된다. 또한, 액추에이터(11)는 전기자(10)와 자기적으로 상호 작용하는, 전류 공급 가능한 코일(12)을 포함한다. 코일(12)에 전류가 공급되면, 코일은 리턴 스프링(13)의 힘에 대항하여 전기자(10)와 이에 따라 피스톤(8)을 끌어 당긴다. 전류 공급이 종료되면 리턴 스프링(13)은 전기자(10)와 이에 따라 펌프 피스톤(8)을 재차 그 시작 위치로 가압한다. 이를 통해, 펌프 피스톤(8)의 왕복 운동이 달성된다.The
펌프 운동을 통해, 요소 수용액은, 하우징(6)을 통해 연장되고 멤브레인(9)과 상호 작용하는 채널(14)을 통해 이송된다. 액추에이터(11)는, 채널(14)로부터, 특히 멤브레인(9)을 통해 분리된 챔버(15) 내에 위치하고, 챔버(15) 내에 특히 하우징 요소 또는 가이드 요소가 위치하기 때문에 이러한 챔버는 본 도면에서 해칭된 상태로 도시되고, 일반적으로 액체가 없다. 하우징(6)은, 액추에이터(11) 및 펌프 피스톤(8) 그리고 멤브레인(9)이 내부에 배열된 하우징 트로프(16)를 포함한다. 또한, 하우징(6)은, 챔버(15)를 폐쇄하고 하우징 트로프(16)와 밀봉식으로 연결되는 하우징 커버(17)를 포함한다. 하우징 커버(17)는 이송 장치(4)의 개별 구성 요소들이 챔버(15) 내에 간단하게 조립될 수 있도록 한다. 특히, 커버(17)는 하우징 트로프(16)와 재료 결합식으로 연결되고, 특히 용접되므로, 밀봉식 연결이 영구적으로 보장된다.Through the pump motion, the aqueous urea solution is transported through
커버(17) 내에는, 본 예시적인 실시예에 따라 단부측에서 리턴 스프링(13) 또는 전기자(10)의 반대편에 배열되는 개구(18)가 형성된다. 개구(18)는 챔버(15)를 향한 하우징 커버(17)의 내측면(19)에서 기체 투과성 멤브레인(20)을 통해 폐쇄된다. 멤브레인(20)은 내측면(19)에 접하고, 이에 따라 전체 개구(18)를 커버하므로, 기체가 멤브레인(20)을 통해서만 챔버(15)로부터 누출될 수 있다. 멤브레인(20)은 특히 압력 보상 멤브레인의 형태로 형성된다.In the
작동 중에 채널(14) 내에 위치한 요소 용액으로부터의 암모니아가 확산되어 챔버(15)에 도달하면, 기체 암모니아는 멤브레인(20) 및 개구(18)를 통해 챔버(15)를 벗어난다. 이로 인해, 특히 액추에이터(11)의 구성 요소에 영향을 미칠 수도 있을, 챔버(15) 내의 암모니아의 임계적인 농도가 설정될 수 없는 것이 달성된다. 따라서, 개구(18)는 멤브레인(20)과 함께 배기 가스 후처리제 처리 장치(3)를 위한 암모니아 보호 장치(21)를 형성한다. 이에 따라, 배기 가스 후처리제 처리 장치(3) 및 배기 가스 후처리 시스템(1)의 영구적이고 안전한 작동이 간단하고 저렴한 방법 및 방식으로 보장된다.During operation, when ammonia from a urea solution located in
Claims (7)
암모니아 보호 장치(21)는, 기체 투과성 멤브레인(20)에 의해 폐쇄되고 챔버(15)에 할당된 하나 이상의 개구(18)를 하우징(6) 내에 포함하는 것을 특징으로 하는, 배기 가스 후처리 장치.one or more channels (14) for guiding the aqueous urea solution; An exhaust gas aftertreatment device (3) for an automobile internal combustion engine having a housing (6) comprising a chamber (15) arranged therein with a controllable actuator (11) acting on the guidance of a urea solution, the chamber (15) An exhaust gas aftertreatment device comprising at least one ammonia protection device (21) for protecting one or more components, in particular the actuator (11) from ammonia diffusion,
Exhaust gas aftertreatment device, characterized in that the ammonia protection device (21) comprises in the housing (6) at least one opening (18) which is closed by a gas-permeable membrane (20) and is assigned to the chamber (15).
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따라 하나 이상의 배기 가스 후처리 장치(3)가 형성되는 것을 특징으로 하는, 배기 가스 후처리 시스템.a tank (2) for the provision and storage of an aqueous urea solution; An exhaust gas aftertreatment system (1) for a motor vehicle internal combustion engine having; at least one exhaust gas aftertreatment device (3) fluidly connected to a tank (2),
An exhaust gas aftertreatment system according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one exhaust gas aftertreatment device (3) is formed.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
WITB | Written withdrawal of application |